Waga i wilgotność drewna

Waga drewna

Waga drewna zależy od jego gęstości i ilości zawartej w nim wilgoci. Istnieje ciężar właściwy drewna i ciężar objętościowy drewna.

Ciężar właściwy drewna nie zależy od rodzaju drewna. Wyraża masę zagęszczonego materiału drzewnego w jednostce objętości, bez wilgoci i powietrza, i wynosi 1,5.

W praktyce stosuje się masę objętościową masy drzewnej, czyli masę 1 cm³ masy drzewnej wyrażoną w gramach. Na podstawie masy objętościowej szacuje się masę drewna i jego właściwości techniczne. Wraz ze wzrostem wilgotności wzrasta również ciężar objętościowy drewna. Im wyższa gęstość, tym gęstsze i mniej porowate drewno.

Wilgotność drewna

Rodzaje wody w drewnie

Woda znajdująca się w drewnie dzieli się na:

1. kapilarny (wolny) — wypełnia jamy komórkowe;
2. higroskopijny — występuje w ścianach komórkowych;
3. chemiczny — wchodzi w skład chemiczny substancji tworzących drewno.

Ilość wody w drewnie, wyrażona w procentach wagowych, nazywana jest wilgotnością drewna. Istnieje wilgotność bezwzględna i względna.

Wilgotność względna i bezwzględna

Jeżeli literą A jest oznaczona masa drewna w stanie pierwotnym, literą A₁ masa drewna całkowicie suchego, literą B wilgotność względna w procentach, a literą B₁ wilgotność bezwzględna w procentach, wilgotność względną można wyznaczyć według wzoru:

Formularz wilgotności względnej drewna.

Wilgotność bezwzględną określa się według następującego wzoru:

Formularz bezwzględnej wilgotności drewna.

Oznaczanie wilgotności drewna

i mierzony na skali z dokładnością do 0,01 g. Wynikowa wartość reprezentuje rozmiar A. Pryzmat, którego masa nie powinna być mniejsza niż 20 g, jest następnie suszony w temperaturze 105° aż do uzyskania stałej masy A₁.

Masę stałą uznaje się za osiągniętą, jeżeli różnica pomiędzy dwoma kolejnymi pomiarami nie jest większa niż 0,3% suchej masy. Wpisując wartości A i A₁, uzyskane w wyniku pomiaru, w określonych formach, określa się wilgotność względną lub bezwzględną drewna.

Jeśli pierwotna masa pryzmy wyciętej ze środka deski wynosiła 240 g, a masa suszonego drewna 160 g, to wilgotność bezwzględna badanej próbki wynosi:

Przykład obliczenia wilgotności bezwzględnej badanej próbki.

Uzyskaną w ten sposób wilgotność uważa się za wilgotność całej partii drewna.

Punkt nasycenia włókna

Podczas suszenia drewna najpierw odparowuje wolna woda. Moment, w którym odparowuje cała wolna woda, nazywany jest granicą higroskopijności lub punktem nasycenia włókna. W tym okresie suszenia wymiary suszonego drewna nie zmieniają się.

Wilgotność odpowiadająca granicy higroskopijności dla różnych rodzajów drewna jest wymieniona w poniższej tabeli:

Wpływ wilgotności na obróbkę i trwałość drewna

Drewno o podwyższonej wilgotności jest dobrym przewodnikiem ciepła, jest gorzej obrabiane maszynowo, jest słabo sklejone, malowane, lakierowane i polerowane. Na powierzchni pomalowanego na mokro drewna farby i lakiery szybko ulegają rozkładowi. Wilgotne drewno powoduje rdzewienie gwoździ i śrub.

Wymiary stolarskich wyrobów budowlanych wykonanych z surowego drewna — drzwi, okien, podłóg z desek, parkietu i innych wyrobów — kurczą się podczas suszenia. Z tego powodu pojawiają się pęknięcia i utrata sztywności połączenia pomiędzy elementami.

Dlatego o jakości drewna w budownictwie, jego trwałości i odporności na gnicie decyduje przede wszystkim jego wilgotność, a w dalszej kolejności rodzaj drewna i warunki jego eksploatacji. W normalnych warunkach eksploatacji suche drewno może służyć w budynkach przez kilkadziesiąt lat.

Ważenie drewna podczas suszenia

Podczas suszenia drewno zmienia swoje wymiary: w kierunku wzdłużnym o 0,10%, w kierunku promieniowym o 3–6% oraz w kierunku stycznym o 6–12%. Ta zmiana nazywa się ważeniem.

Zagęszczanie rozpoczyna się, gdy wilgotność osiąga punkt nasycenia włókna, od 23% do 31%. Elementy anatomiczne tworzące drewno w procesie suszenia kurczą się nierównomiernie, dlatego ciężar drewna jest różny w różnych kierunkach.

Drewno o dużej gęstości, np. dąb, waży więcej niż drewno o mniejszej gęstości, np. lipa. U gatunków iglastych wielkość ważenia zależy także od udziału drewna późnego. Wraz ze wzrostem udziału drewna późnego w sosnie wzrasta masa, ponieważ drewno późne gatunków iglastych podczas suszenia waży znacznie więcej niż drewno wczesne.

Ważenie wczesnego i późnego drewna gatunków iglastych

Ważenie różnych rodzajów drewna

Wietrzenie i pęknięcia

Nierównomierna zmiana wymiarów w procesie ważenia na skutek suszenia, a także stosowanie niewłaściwych reżimów suszenia, powoduje powstawanie naprężeń wewnętrznych i zewnętrznych w drewnie. Prowadzą do wietrzenia i pojawiania się pęknięć zewnętrznych, a czasem wewnętrznych.

Deski cięte stycznie są bardziej podatne na starzenie się niż deski cięte promieniowo. Im bliżej peryferii, tym większy uskok wiatru.

Obraz 3. Nawijanie desek zgodnie z pozycją w kłodzie.

Pęknięcia zewnętrzne powstają na skutek nierównomiernego suszenia zewnętrznej i wewnętrznej warstwy drewna. Ze względu na dużą różnicę pomiędzy ich wilgotnością na powierzchni drewna pojawiają się naprężenia rozciągające, które prowadzą do pęknięć zewnętrznych.

Aby uniknąć pojawienia się pęknięć zewnętrznych, proces suszenia powinien przebiegać powoli i równomiernie. Wtedy zmiana wymiarów następuje stopniowo, więc siły powodujące rozpryskiwanie są małe.

Drewno schnie szybciej od przodu, dlatego fronty desek, kęsów i drewna okrągłego pękają wcześniej niż inne powierzchnie. Aby uniknąć pęknięć, należy chronić czoło przed trwałym działaniem promieni słonecznych, pokrywając je środkami ochronnymi lub umieszczając w cieniu.

Obrzęk drzewa

Pęcznienie drewna to odwrotny proces suszenia i ważenia. Wysuszone drewno jest w stanie wchłonąć wilgoć i zwiększyć swoje wymiary. Funkcja ta służy do zwilżania suchych beczek, drewnianych rur, zbiorników i innych przedmiotów, powodując ich pęcznienie.

Powiązana treść

• Wilgotność drewna — dlaczego warto to wiedzieć
• Suszenie drewna
• Naturalne suszenie drewna
• Materiały
• Okna drewniane
• Produkcja okien i drzwi